污泥和粉煤灰混合填埋穩(wěn)定化過程模擬實(shí)驗(yàn)研究

謝震震張華

（1江蘇省交通科學(xué)研究院股份有限公司 江蘇南京 210017 2山東建筑大學(xué) 市政與環(huán)境工程學(xué)院 山東濟(jì)南 250101）

污泥和粉煤灰混合填埋穩(wěn)定化過程模擬實(shí)驗(yàn)研究

謝震震1張華2

（1江蘇省交通科學(xué)研究院股份有限公司 江蘇南京 210017 2山東建筑大學(xué) 市政與環(huán)境工程學(xué)院 山東濟(jì)南 250101）

兩個(gè)反應(yīng)器分別裝了污泥、污泥和粉煤灰的混合物。模擬了污泥的單獨(dú)填埋、污泥和粉煤灰的混合填埋。分析對(duì)比了兩種反應(yīng)器的COD、有機(jī)質(zhì)、TOC和VS變化規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，添加粉煤灰能夠加速污泥的降解，從而縮短穩(wěn)定化時(shí)間。

污泥；混合填埋；粉煤灰

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快和污水排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，我國城市生活污水處理污泥產(chǎn)生量急劇增加，污泥的處理處置已變得刻不容緩，污泥中含有細(xì)菌、病原菌等菌體，容易腐化發(fā)臭污染環(huán)境[1-2]。

相對(duì)于污水處理而言，我國對(duì)污泥混合填埋的研究較少，一些添加劑（如粉煤灰等）和污泥混合填埋的土工學(xué)性質(zhì)已經(jīng)被研究，研究證明添加劑的使用可使污泥混合物的強(qiáng)度提高并達(dá)到填埋的要求。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

實(shí)驗(yàn)設(shè)備是兩個(gè)密閉的PVC柱，內(nèi)徑10.0 cm，柱高110.0 cm。實(shí)驗(yàn)過程中，模擬降雨，按照當(dāng)?shù)亟涤炅慷ㄆ谙蚍磻?yīng)器中加水。其中A反應(yīng)器中單獨(dú)填埋了7.25 kg的污泥，B反應(yīng)器中填埋了14 kg的污泥和14 kg的粉煤灰。

1.2 實(shí)驗(yàn)材料及方法

污泥取自污水凈化廠，處理工藝為一級(jí)強(qiáng)化混凝沉淀，污泥經(jīng)過離心脫水，由于含水率還比較高，污泥粘稠，呈半固態(tài)。粉煤灰取自發(fā)電廠。污泥和粉煤灰的基本性質(zhì)如表1所示。

污泥有機(jī)質(zhì)的測(cè)定目前還沒有統(tǒng)一的方法，其含量一般是由有機(jī)碳的測(cè)定結(jié)果計(jì)算而來的，即:假定污泥有機(jī)質(zhì)中58%為有機(jī)碳，先用重鉻酸鉀法測(cè)定垃圾有機(jī)碳的含量，然后用有機(jī)碳含量乘以1.724(=100/58)得到垃圾有機(jī)質(zhì)含量[3-4]。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論

2.1 滲濾液COD變化規(guī)律

污泥單獨(dú)填埋出水的COD值明顯高于污泥和粉煤灰混合填埋出水的COD值。經(jīng)過大約一年的時(shí)間，A和B反應(yīng)器的滲出水COD值分別從最高的45000mg/L左右和15000mg/L左右降到15000mg/L和200mg/L左右，降幅分別為67%和98%。A反應(yīng)器滲濾液COD的值下降速率比B反應(yīng)器小，又因?yàn)槠浣^對(duì)值比較高，在一年之后其COD的值還在15000mg/L左右，反應(yīng)器中的有機(jī)物含量還維持在一個(gè)很高的數(shù)值。A反應(yīng)器的COD值先增加再降低，在兩個(gè)月時(shí)開始急速下降。這是因?yàn)椋虘B(tài)溶解性有機(jī)物溶解，溶出速率大于微生物的降解速率，因此COD升高，當(dāng)溶出速率小于降解速率時(shí)，COD開始下降。

2.2 TOC變化規(guī)律

A和B反應(yīng)器中TOC的變化規(guī)律和COD的變化規(guī)律相同。反應(yīng)初期A反應(yīng)器中有機(jī)物的溶解速率要小于有機(jī)物的降解速率，因此在剛開始的兩個(gè)月里A反應(yīng)器中的TOC是一直增加的。隨著A反應(yīng)器中有機(jī)物的減少有機(jī)物的溶解速率逐漸大于有機(jī)物的降解速率，在以后的時(shí)間里TOC呈下降趨勢(shì)。在經(jīng)過一年的降解后，A反應(yīng)器中的TOC從14000mg/L左右降到了6000mg/L，下降幅度為57%。B反應(yīng)器中的TOC數(shù)值是一直呈下降趨勢(shì)的，從剛開始的7000mg/L下降到了120mg/L,下降幅度要明顯高于A反應(yīng)器達(dá)到了97%。經(jīng)過一年的降解后，B反應(yīng)器滲濾液中TOC值保持在250mg/L左右而不再降低。這說明經(jīng)過一年的降解后，B反應(yīng)器所溶解的TOC屬于難降解有機(jī)物。所以在最后的時(shí)間中B反應(yīng)器中TOC的數(shù)值變化不是很大，沒有呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

2.3 有機(jī)質(zhì)變化規(guī)律

A和B反應(yīng)器的有機(jī)質(zhì)從整體趨勢(shì)上是下降的。經(jīng)過一年的降解后A反應(yīng)器有機(jī)質(zhì)含量降解了大約36%，其有機(jī)質(zhì)含量大約在18mg/g左右。B反應(yīng)器的有機(jī)質(zhì)含量降解了大約44%，經(jīng)過一年的降解后其有機(jī)質(zhì)含量大約在8mg/g。B反應(yīng)器有機(jī)質(zhì)的降解程度要大于A反應(yīng)器。這說明污泥和粉煤灰混合填埋的確加速了污泥中有機(jī)質(zhì)的降解。

2.4 VS變化規(guī)律

B反應(yīng)器VS的下降程度沒有A反應(yīng)器VS的下降程度大。A反應(yīng)器的VS從最高的50%下降到了18%，VS的量下降了大約66%；B反應(yīng)器的VS從22%下降到12%，VS的量下降了大約45%。與A反應(yīng)器的有機(jī)質(zhì)下降程度大于B反應(yīng)器有機(jī)質(zhì)的下降程度相比，A反應(yīng)器的VS下降程度并沒有超過B反應(yīng)器的下降程度，這可能是由于VS中多含有一些無機(jī)的揮發(fā)性固體，當(dāng)VS中有機(jī)的揮發(fā)性固體降解完時(shí)，VS再進(jìn)行降解已經(jīng)是很難了。所以A反應(yīng)器的VS下降程度沒有B反應(yīng)器的VS下降程度大。

3 結(jié)語

污泥和粉煤灰混合填埋比污泥單獨(dú)填埋能夠加大有機(jī)物的降解速率，從而縮短穩(wěn)定化時(shí)間。污泥和粉煤灰混合填埋（B反應(yīng)器）中COD、有機(jī)質(zhì)、TOC下降幅度都大于污泥單獨(dú)填埋（A反應(yīng)器）中COD、有機(jī)質(zhì)、TOC下降幅度。經(jīng)過一年的降解后，VS中含有的無機(jī)揮發(fā)性固體導(dǎo)致了B反應(yīng)器中VS的下降幅度小于A反應(yīng)器，B反應(yīng)器中TOC降解開始緩慢。

[1]常勤學(xué).通風(fēng)控制方式對(duì)動(dòng)物糞便堆肥過程和氟磷轉(zhuǎn)化的影響[D].武漢:武漢理工大學(xué),2006．

[2]于安.雞糞/木屑強(qiáng)制通風(fēng)堆肥過程中物質(zhì)轉(zhuǎn)化規(guī)律及微生物種群結(jié)構(gòu)的研究[D].青島:中國海洋大學(xué),2009．

[3]BrendaB.Ress,PhilipP.Calvert,and etal..Testing Anaerobic Biodegradability of Polymers in Laboratory-Scale Simulated Landfills，EnvironmentalScienceand Technology,1998,32(6):821-827.

[4]陳世和,張所明.城市垃圾堆肥原理與工藝.上海:復(fù)旦大學(xué)出版社,1990.

謝震震（1981—）男，山東濟(jì)南，碩士研究生，工程師，主要研究方向：環(huán)境影響評(píng)價(jià)，固廢處理與處置。